Fractal variability: An emergent property of complex dissipative systems
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Notice bibliographique
Résumé
The patterns of variation of physiologic parameters, such as heart and respiratory rate, and their alteration with age and illness have long been under investigation; however, the origin and significance of scale-invariant fractal temporal structures that characterize healthy biologic variability remain unknown. Quite independently, atmospheric and planetary scientists have led breakthroughs in the science of non-equilibrium thermodynamics. In this paper, we aim to provide two novel hypotheses regarding the origin and etiology of both the degree of variability and its fractal properties. In a complex dissipative system, we hypothesize that the degree of variability reflects the adaptability of the system and is proportional to maximum work output possible divided by resting work output. Reductions in maximal work output (and oxygen consumption) or elevation in resting work output (or oxygen consumption) will thus reduce overall degree of variability. Second, we hypothesize that the fractal nature of variability is a self-organizing emergent property of complex dissipative systems, precisely because it enables the system's ability to optimally dissipate energy gradients and maximize entropy production. In physiologic terms, fractal patterns in space (e.g., fractal vasculature) or time (e.g., cardiopulmonary variability) optimize the ability to deliver oxygen and clear carbon dioxide and waste. Examples of falsifiability are discussed, along with the need to further define necessary boundary conditions. Last, as our focus is bedside utility, potential clinical applications of this understanding are briefly discussed. The hypotheses are clinically relevant and have potential widespread scientific relevance.
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Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,004 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,002 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découle